射頻標(biāo)簽(RFID)的靜電控制解決方案

射頻標(biāo)簽（RFID）是印刷產(chǎn)業(yè)中的生力軍，也是眾多有長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光的企業(yè)家們最為看好的一個(gè)領(lǐng)域。為了滿足不同人士的需求，本文詳細(xì)地闡述了射頻標(biāo)簽上靜電產(chǎn)生的原因和危害以及靜電控制專家和解決方案供應(yīng)商們保護(hù)射頻芯片的方法。

　 隨著射頻識(shí)別技術(shù)的異軍突起，射頻標(biāo)簽（RFID）也已經(jīng)進(jìn)入了紙制品加工行業(yè)。設(shè)備供應(yīng)商們紛紛想要成為行業(yè)內(nèi)提供頻射標(biāo)簽解決方案的第一霸主，這樣一 來，也就帶動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)在整個(gè)行業(yè)內(nèi)的迅速推廣。射頻標(biāo)簽的應(yīng)用范圍是無限的。雖然它能給人們帶來無數(shù)的機(jī)會(huì)，但隨著使用人數(shù)的增加，它也會(huì)給人們帶來一 定程度的挑戰(zhàn)。

　 大多數(shù)的標(biāo)簽和商標(biāo)加工者都在問：“到底什么是射頻標(biāo)簽？”無線射頻技術(shù)是一種能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程存儲(chǔ)和檢索的方法，它的使用載體為射頻標(biāo)簽。這種標(biāo)簽含 有天線，能夠接受和反射來自射頻收發(fā)器的無線電波。根據(jù)射頻標(biāo)簽供電方式的不同，可以分為兩種，一種是有源射頻標(biāo)簽，一種是無源射頻標(biāo)簽。有源射頻標(biāo)簽內(nèi) 含有內(nèi)置電池，而后者不含有內(nèi)置電池。內(nèi)置電池能夠向較遠(yuǎn)的地方發(fā)射清晰的信號(hào)，但有遠(yuǎn)射頻標(biāo)簽的體積也相對(duì)較大，價(jià)格也比無源射頻標(biāo)簽貴一些。

　 這也正是“地震”發(fā)生的地方。射頻標(biāo)簽是電子設(shè)備，人們?cè)谠O(shè)計(jì)它時(shí)，沒有考慮到紙制品加工業(yè)的惡劣環(huán)境。我不能確定紙制品加工廠對(duì)電子元件有多么熟悉，但 我可以向你保證，在紙制品加工廠里，沒有一塊適合存放無保護(hù)芯片的地方。的確，正如上面所說的那樣，芯片的種類是五花八門的，其中有一些抵抗靜電干擾的能 力比較強(qiáng)，盡管如此，還是有許多文件記錄下了靜電釋放對(duì)射頻芯片造成損壞的案例。這種損壞通常會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量在短時(shí)間內(nèi)的下降，更嚴(yán)重的還有可能造成射頻 芯片的失效。

問題

　 在包裝和紙制品加工的過程中，靜電是一個(gè)老生常談的問題。例如：縱切，印刷和涂布等過程都與靜電有關(guān)。

　 靜電荷是由材料在經(jīng)過不同的生產(chǎn)和處理階段時(shí)互相接觸和分離所產(chǎn)生的。當(dāng)材料互相接觸和分離時(shí)，它們之間的摩擦（摩擦起電）就會(huì)產(chǎn)生表面電荷，或靜電荷。 從定義上講，靜電荷就是由電荷不平衡所引起的剩余電荷。這種電荷通常產(chǎn)生在絕緣材料上，例如：膠片或涂布紙，也有可能產(chǎn)生于與地面隔絕的導(dǎo)電性表面上。這 是很重要的一點(diǎn)，因?yàn)樵S多材料供應(yīng)商都聲稱他們的新型抗靜電材料能夠保護(hù)射頻芯片免受靜電荷的干擾。但很遺憾，他們的說法并不完全正確，因?yàn)殪o電荷可以被 轉(zhuǎn)移到與地面隔絕的導(dǎo)電性物體上。一旦這種導(dǎo)電性物體（例如射頻芯片）與地面接近，電荷的轉(zhuǎn)移就能夠引起物體的損壞。

材料表面的接觸和分離

　 當(dāng)兩個(gè)表面接觸時(shí)，它們之間的電荷就會(huì)發(fā)生重新排列。而當(dāng)兩個(gè)表面分離時(shí)，就會(huì)發(fā)生電子交換。一個(gè)表面將給出自己的電子，那么它的電荷平衡狀態(tài)就會(huì)被打 破，從而處于正電狀態(tài)，而另一個(gè)表面的電子就會(huì)過剩或處于負(fù)電狀態(tài)。涉及到的材料以及它們接觸和分離所產(chǎn)生的吸引力和壓力等都將對(duì)電荷的數(shù)量產(chǎn)生巨大的影 響。要想了解材料的電荷特性，你就必須要考慮材料在摩擦電序中的排位。材料在摩擦電序表中的相對(duì)位置決定了材料之間接觸和分離時(shí)產(chǎn)生的電荷的數(shù)量和極性。 在這個(gè)序列中間隔越遠(yuǎn)的材料，它們之間產(chǎn)生的電荷數(shù)量也就越多。而且，排在表中最上部的材料在與表中下部材料接觸時(shí)，更容易捕獲正電荷。

　 由于靜電是逐漸增加的，所以它會(huì)使問題變得更加復(fù)雜，每次材料與另外一個(gè)表面接觸時(shí)，它所帶的電荷就會(huì)增加一些。這在材料與多個(gè)表面接觸的過程中最為明 顯，卷筒紙加工過程中的卷筒紙緊紙輥就是如此。最重要的是要意識(shí)到應(yīng)該在生產(chǎn)過程中，把對(duì)這些電荷的控制看作是保護(hù)射頻標(biāo)簽安全性計(jì)劃中的一部分。容易產(chǎn) 生大量電荷的典型生產(chǎn)領(lǐng)域有：卷筒紙轉(zhuǎn)移系統(tǒng)——開卷裝置，夾緊輥，累加器，帶有絕緣套筒的導(dǎo)紙輥，電暈處理裝置，凹印過版輥，自動(dòng)復(fù)卷裝置，獨(dú)立包裝或 上封面裝置等。

電子設(shè)備

　 人們把射頻芯片引入包裝/紙制品加工領(lǐng)域中，使一切都發(fā)生了改變。因?yàn)檫@些微小的電路承受不了雜散電壓的影響。它們可能會(huì)因?yàn)槎喾N原因而損壞，其中破壞性最大的是：

　 * 靜電的直接放電所造成的損壞。當(dāng)一個(gè)帶電物體或個(gè)人接觸射頻芯片時(shí)，一些儲(chǔ)存下來的電荷就會(huì)轉(zhuǎn)移或釋放到射頻芯片上，或者通過射頻芯片，轉(zhuǎn)移到地上。轉(zhuǎn)移 到射頻芯片上的電荷所帶有電量足以破壞芯片上的電路。能量的轉(zhuǎn)移主要體現(xiàn)在熱量上，而這種熱量將會(huì)引起設(shè)備內(nèi)部一層或多層材料的熔化。

　 * 當(dāng)與地面隔絕的導(dǎo)電性物體暴露在靜電場(chǎng)內(nèi)時(shí)，也有可能產(chǎn)生靜電。在這些情況下，被隔離的導(dǎo)體（射頻芯片）就會(huì)在電場(chǎng)中發(fā)生極化，而且如果這個(gè)射頻芯片在這 種情況下迅速與地面接觸，它就會(huì)在尋求電荷平衡的情況下產(chǎn)生電流。這樣造成的結(jié)果就是當(dāng)電場(chǎng)被去掉時(shí)，射頻芯片就會(huì)產(chǎn)生相反極性的電荷，處于帶電狀態(tài)，那 么當(dāng)它第二次與地面接觸時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生直接放電現(xiàn)象。

　 * 電磁干擾對(duì)射頻芯片所造成的影響也十分危險(xiǎn)。所謂電磁干擾，就是我們經(jīng)常在電子工業(yè)中所提到的過電壓。如果射頻芯片遇到超出其電路絕緣能力的瞬時(shí)電量，電壓或臨時(shí)電量時(shí)，就會(huì)發(fā)生損壞。

　 電子產(chǎn)業(yè)部門做出的失敗的分析報(bào)告表明靜電對(duì)射頻芯片造成間接或毀滅性損害的幾率只有10%；在90%的情況下，它會(huì)引起潛在故障，這些潛在故障最終會(huì)導(dǎo) 致設(shè)備的失效。我認(rèn)為這種潛在故障與玻璃上的裂縫非常相像。這塊玻璃也許還能用，但它每被壓一次，裂縫就會(huì)大一些，直到這塊玻璃最終被打碎為止。問題就在 于，射頻標(biāo)簽到底何時(shí)失效？更重要的是，人們?cè)谏a(chǎn)過程中沒有辦法修復(fù)這些潛在故障；你在自己的檢測(cè)站對(duì)這個(gè)射頻芯片進(jìn)行了最后的檢測(cè)而且它工作正常，但 當(dāng)你的客戶對(duì)它進(jìn)行測(cè)試時(shí)，它就不能正常工作了。在這一點(diǎn)上，制造商面對(duì)的最大一個(gè)問題就是芯片的完整性。收益率并不是它們真正需要的，它們需要為客戶提 供百分之百可靠的產(chǎn)品。